右啡烷作为镇咳药使用监测的废水生物标志物评估:中国多城市纵向研究

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Water Research 11.5

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  为解决中国非处方镇咳药右美沙芬使用缺乏系统监测的问题,研究人员通过废水流行病学(WBE)评估其代谢物右啡烷作为生物标志物的可行性。研究发现右啡烷在废水中稳定存在且排泄率高达62.5%,能准确反映用药趋势。该研究首次揭示中国30城市右美沙芬年均消耗量为13 mg/d/1000 inh,与制药数据高度吻合,为呼吸道疾病社区监测提供新方法。

  

咳嗽作为呼吸道健康的"晴雨表",其监测对传染病防控至关重要。然而传统依赖患者自述和临床检查的方法难以实现群体监测,特别是在中国,非处方镇咳药右美沙芬(dextromethorphan)的使用长期缺乏数据支撑。面对这一困境,大连理工大学环境学院的研究团队创新性地采用废水流行病学(Wastewater-Based Epidemiology, WBE)技术,通过分析代谢物右啡烷(dextrorphan)在废水中的时空分布,首次绘制出中国30个城市右美沙芬使用的全景图谱。这项发表在《Water Research》的研究,不仅验证了右啡烷作为生物标志物的可靠性,更揭示了COVID-19疫情期间镇咳药使用的异常波动。

研究团队运用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)对全国30个城市废水样本进行检测,同时采集大连15个污水处理厂为期6年的时序数据。通过稳定性实验验证生物标志物在废水中的持久性,并建立排泄率校正模型,将废水浓度转化为人均用药量。

关键研究发现

  1. 生物标志物验证:右啡烷满足WBE四大核心标准——尿液排泄率62.5%、废水可检测性、人源代谢特异性(与母药浓度比符合排泄规律)及72小时稳定性。
  2. 全国用药图谱:中国年均右美沙芬消耗量13 mg/d/1000 inh,与制药数据12 mg/d/1000 inh高度吻合,北方用量显著高于南方。
  3. 疫情关联波动:2022年12月COVID-19爆发期间用药量激增至24 mg/d/1000 inh,较2021年12.3 mg/d/1000 inh翻倍,呈现明显冬季季节性高峰。

结论与意义
该研究确立右啡phan作为首个适用于WBE的镇咳药生物标志物,其时空分布模式不仅反映用药行为,更成为呼吸道症状流行的"预警系统"。特别是发现2022年底用药激增与疫情暴发存在强相关性,证明WBE可突破临床报告滞后性,实现公共卫生事件的实时监测。研究团队Xue-Ting Shao和De-Gao Wang强调,这种方法尤其适用于中国等自我药疗普遍的地区,为呼吸道传染病防控提供了创新技术路径。

技术突破

  1. 建立pH依赖性稳定性模型,证明右啡烷在废水环境(pH 2.0-7.5)的持久性
  2. 采用同位素标记(dextrorphan-d3)实现复杂基质中痕量物质的准确定量
  3. 通过排泄率校正将废水浓度(dextrorphan 7-382 ng/L)转化为用药量(mg/d/1000 inh)

这项研究不仅填补了中国镇咳药使用数据的空白,更开创性地将WBE应用从毒品监测拓展至OTC药物领域。正如作者指出,当全球面临呼吸道疾病新挑战时,废水中的代谢物正在成为洞察群体健康的"化学显微镜"。

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